EP0839560A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit Wärmetauschern - Google Patents

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EP0839560A2
EP0839560A2 EP97117918A EP97117918A EP0839560A2 EP 0839560 A2 EP0839560 A2 EP 0839560A2 EP 97117918 A EP97117918 A EP 97117918A EP 97117918 A EP97117918 A EP 97117918A EP 0839560 A2 EP0839560 A2 EP 0839560A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
cooling medium
line
fed
inlet line
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EP0839560B1 (de
EP0839560A3 (de
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Friedhelm Dr. Herzog
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0033—Other features
    • B01D5/0039—Recuperation of heat, e.g. use of heat pump(s), compression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning gases by condensing and / or freezing out the pollutants according to the preamble of claim 1, and a device suitable for carrying out the method.
  • the cleaning of gases by condensing and / or freezing out the pollutants generally means the cleaning of exhaust air, exhaust gas or process gas streams, which can consist of steam, vaporous substances or gases.
  • exhaust air flows that are relatively highly laden with solvents, which can arise, for example, in processes in chemistry or as exhaust gases from tank farms.
  • Pollutants are therefore also to be understood as solvents that can be used as valuable materials for further use.
  • Contamination can be separated from gases by condensation or freezing.
  • heat exchangers are used in which the gas to be cleaned, hereinafter referred to as Raw gas "is referred to, by contact with heat exchanger surfaces, which can be designed differently, and which are cooled with a cooling medium, which is referred to below as first cooling medium "is referred to.
  • These heat exchangers are usually cooled via an intermediate circuit.
  • the heat is removed from the intermediate circuit via a another cooling medium operated second heat exchanger.
  • the other cooling medium is here second cooling medium ".
  • the cold purified gas which is referred to below as Clean gas "is used to precool the exhaust gas to be cleaned.
  • Clean gas is used to precool the exhaust gas to be cleaned.
  • the precooling takes place in a recuperator connected upstream or integrated in the first heat exchanger. Since ice can form in the apparatus through which the raw gas flows, these have to be defrosted from time to time Defrosting is carried out by interrupting the supply of the second cooling medium and switching on a heat source in the intermediate circuit. In this way, however, only the first heat exchanger used to condense or freeze out the pollutants can be defrosted larger apparatus is very problematic.
  • the invention has for its object to improve the above-mentioned methods in such a way that the cold of the cleaned gas is used and at the same time the above-mentioned defrost problems in the apparatus through which the raw gas flows are avoided.
  • the first cooling medium is cooled at least temporarily with the aid of the cold clean gas before it is fed into the first or second heat exchanger. Because the cold of the clean gas is not used for pre-cooling the raw gas loaded with pollutants but for cooling the first cooling medium, the recuperator in the raw gas stream is eliminated and the defrosting problems of the apparatus through which the raw gas flows are eliminated.
  • the first cooling medium is cooled in at least one third heat exchanger with the aid of the cold clean gas before it is fed into the first or second heat exchanger.
  • the cold of the clean gas can thus be safely released to the first cooling medium.
  • the first cooling medium is at least temporarily additionally cooled with it before it is fed into the first or second heat exchanger Help of the second cooling medium that emerges from the second heat exchanger. This improves the utilization of the cold content of the second cooling medium.
  • the first cooling medium is at least temporarily additionally cooled in a fourth heat exchanger with the aid of the second cooling medium which emerges from the second heat exchanger before it is fed into the first, second or third heat exchanger.
  • the cold of the second cooling medium can thus be safely released to the first cooling medium.
  • the first cooling medium is gaseous nitrogen and / or the second cooling medium is liquid nitrogen.
  • a particular advantage of using nitrogen is, on the one hand, the high cold content of liquid nitrogen and gaseous nitrogen, as well as the relatively high level of operational safety and economical procedure for nitrogen-cooled heat exchangers.
  • the combined use of liquid and gaseous nitrogen as a coolant is advantageous since only a single source, for example a tank for liquid nitrogen, is then required for the coolants.
  • the first cooling medium is at least temporarily additionally cooled with the aid of cooling water, cooling brine or refrigeration machines before it is fed into the first, second and / or third heat exchanger.
  • cooling water or cooling brine is already present, the economy of the method can be increased by using it.
  • the second cooling medium leaving the second heat exchanger is fed to a fifth heat exchanger with which the raw gas is pre-cooled.
  • the first, second, third, fourth and / or fifth heat exchanger is operated in a countercurrent process. This procedure allows a relatively high utilization of the cold contents of the coolants to be achieved.
  • the invention is further characterized by a device for cleaning gases with at least one first heat exchanger, to which at least one inlet line for the raw gas and at least one outlet line for the cold clean gas and at least one inlet line and at least one outlet line for the first cooling medium are assigned, with at least one second heat exchanger, to which at least one inlet line and at least one outlet line for the first cooling medium coming from the first heat exchanger and at least one inlet line and at least one outlet line for a second cooling medium are assigned, at least one third heat exchanger in the line for the first cooling medium at least one inlet line and at least one outlet line is arranged for the first cooling medium and the third heat exchanger has at least one inlet line and at least one outlet line for from the first heat exchanger cold incoming gas are assigned.
  • At least one fourth heat exchanger with at least one inlet line and at least one outlet line for the first cooling medium is arranged in the line for the first cooling medium, and the fourth heat exchanger has at least one inlet line and at least one outlet line for the second and / or third heat exchanger coming second cooling medium assigned.
  • the second, third and / or fourth heat exchanger are integrated in a single apparatus and the heat exchange is realized by different flow paths on the common heat exchange surfaces.
  • At least a fifth heat exchanger with at least one inlet line and at least one outlet line for the raw gas is arranged in the line for the gas to be cleaned and the fifth heat exchanger has at least one inlet line and at least one outlet line for the second , third and / or fourth heat exchanger coming second cooling medium are assigned.
  • a first heat exchanger with a cooling capacity of 6 kW was charged with a raw gas flow of approx. 100 kg per hour of air with a proportion of solvents of approx. 20 kg per hour.
  • the raw gas had a temperature of 20 ° C when entering the heat exchanger.
  • the solvent was separated from the raw gas stream by condensation and / or freezing.
  • the first heat exchanger was cooled by a first cooling medium (gaseous nitrogen) which was conducted in an intermediate circuit and had a temperature of minus 160 ° C. before entering the first heat exchanger. After leaving the first heat exchanger, the temperature of the first cooling medium was minus 20 ° C.
  • the amount of the first cooling medium circulated by means of a blower or a pump was 155 kg per hour.
  • the first cooling medium from the intermediate circuit which still had a temperature of minus 5 ° C, was cooled to minus 85 ° C.
  • the clean gas cooled to minus 130 ° C, was fed to the third heat exchanger as a coolant after leaving the first heat exchanger.
  • the clean gas was heated to a temperature of minus 10 ° C and then removed.
  • the first cooling medium from the intermediate circuit was cooled back to the temperature of minus 160 ° C. after leaving the third heat exchanger with liquid nitrogen as the second cooling medium.
  • the second heat exchanger had a cooling capacity of 3.3 kW.
  • the liquid nitrogen which had a temperature of 190 ° C. before entering the second heat exchanger, was heated to a temperature of minus 90 ° C.
  • the consumption of liquid nitrogen here was only 39 kg per hour.
  • the process was carried out without the third heat exchanger integrated in the intermediate circuit. That means that the cold of the clean gas was not used to cool the circulated second coolant, but the cold clean gas with a temperature of minus 130 ° C was removed directly.
  • the second heat exchanger had to provide the total cooling capacity of 6.7 kW.
  • the liquid nitrogen was heated from a temperature of minus 190 ° C to a temperature of minus 10 ° C and 63 kg of liquid nitrogen were consumed per hour.
  • Fig. 1 shows an apparatus for performing the method with a first, second and third heat exchanger.
  • Fig. 2 shows an apparatus for performing the method with a first, second, third and fourth heat exchanger.
  • Fig. 3 shows an apparatus for performing the method with a first, second, third, fourth and fifth heat exchanger.
  • Fig. 1 shows a first heat exchanger (1) with an inlet line (2) for raw gas, which is loaded with pollutants and an outlet line (3) for the cleaned gas and a condensate drain (4).
  • the first cooling medium is supplied to the first heat exchanger (1) via an inlet line (5) and the heated first cooling medium is removed again via an outlet line (6). It is directed to a blower or a pump (7) which is connected to a third heat exchanger (9) via an inlet line (8).
  • the cooled clean gas is passed into the third heat exchanger (9) via an inlet line (10) in order to at least partially discharge its cold contents to the first cooling medium and then to be fed to the environment via an outlet line (11).
  • the third heat exchanger has an outlet line (12) through which it is connected to a second heat exchanger (13).
  • the first cooling medium is fed back to the first heat exchanger (1) via its inlet line (5) via an outlet line (14).
  • the second heat exchanger (13) an inlet line (15) and an outlet line (16) for a second cooling medium are assigned.
  • the second cooling medium is supplied from a storage container (17) or via a pipeline, not shown here.
  • a fourth heat exchanger (18) is additionally connected into the circuit of the first cooling medium after the blower or the pump (7) and before the third heat exchanger (9).
  • the fourth heat exchanger is assigned an inlet line (19) for the first cooling medium coming from the blower or the pump (7) and is connected to the third heat exchanger via an outlet line (20).
  • the second cooling medium coming from the second heat exchanger is fed in via an inlet pipe (21) and is discharged to the environment via an outlet pipe (22) or fed to a further use.
  • a fifth heat exchanger (23) is arranged, which is connected to the second heat exchanger (12) via an inlet line (24).
  • An outlet line (25) for the second cooling medium is assigned to the fifth heat exchanger (23).
  • the raw gas is fed to the fifth heat exchanger (23) via an inlet line (26) and passed into the first heat exchanger (1) via an outlet line (27).

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Abstract

Bei dem Verfahren wird das Rohgas (2) durch Kondensieren und/oder Ausfrieren der Schadstoffe mit Hilfe eines ersten Kühlmediums in einem ersten Wärmetauscher (1) gereinigt. Das erwärmte erste Kühlmedium wird einem zweiten Wärmetauscher (13) zugeführt und anschließend zumindest zeitweise dem ersten Wärmetauscher (1) wieder zurückgeführt, wobei das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten oder zweiten Wärmetauscher zumindest zeitweise mit Hilfe des kalten Reingases gekühlt wird. Bei einer Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit einem ersten Wärmetauscher und einem zweiten Wärmetauscher für das aus dem ersten Wärmetauscher kommende erste Kühlmedium ist der Leitung für das erste Kühlmedium ein dritter Wärmetauscher (9) zugeordnet, welcher mit dem aus dem ersten Wärmetauscher kommenden kalten Reingas (3) betrieben wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Gasen durch Kondensieren und/oder Ausfrieren der Schadstoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
  • Unter Reinigung von Gasen durch Kondensieren und/oder Ausfrieren der Schadstoffe ist hier allgemein die Reinigung von Abluft-, Abgas oder Prozeßgasströmen gemeint, die aus Dampf, dampfförmigen Stoffen oder Gasen bestehen können. Insbesondere sind darunter auch relativ hoch mit Lösemitteln beladene Abluftströme gemeint, die beispielsweise bei Prozessen in der Chemie oder als Abgase aus Tanklagern entstehen können. Unter dem Begriff
    Figure imgb0001
    Schadstoffe" sind daher auch Lösemittel zu verstehen, die als Wertstoffe einer weiteren Verwendung zugeführt werden können.
  • Verunreinigungen können aus Gasen durch Kondensation oder Ausfrieren abgeschieden werden. Hierzu werden nach dem Stand der Technik Wärmetauscher eingesetzt, bei denen das zu reinigende Gas, im folgenden als
    Figure imgb0001
    Rohgas" bezeichnet, durch Kontakt mit Wärmetauscherflächen, welche verschiedenartig ausgestaltet sein können, in Kontakt gebracht wird und welche gekühlt werden mit einem Kühlmedium, das im folgenden als
    Figure imgb0001
    erstes Kühlmedium" bezeichnet wird.
  • Diese Wärmetauscher werden in der Regel über einen Zwischenkreislauf gekühlt. Die Wärmeabfuhr aus dem Zwischenkreislauf erfolgt über einen mit einem weiteren Kühlmedium betriebenen zweiten Warmetauscher. Das weitere Kühlmedium wird hier
    Figure imgb0001
    zweites Kühlmedium" genannt. Zur Reduzierung des Bedarfs an dem zweiten Kühlmedium kann das kalte gereinigte Gas, welches im folgenden als
    Figure imgb0001
    Reingas" bezeichnet wird, zur Vorkühlung des zu reinigenden Abgases verwendet werden. Die Vorkühlung erfolgt in einem vorgeschalteten oder in dem ersten Wärmetauscher integrierten Rekuperator. Da sich in dem vom Rohgas durchströmten Apparaten Eis bilden kann, müssen diese von Zeit zu Zeit abgetaut werden. Das Abtauen erfolgt durch Unterbrechung der Zufuhr des zweiten Kühlmediums und Zuschalten einer Wärmequelle in den Zwischenkreislauf. Auf diese Weise kann jedoch nur der zum Kondensieren bzw. Ausfrieren der Schadstoffe eingesetzte erste Wärmetauscher abgetaut werden. Der Rekuperator muß beispielsweise mit externen Wärmequellen beheizt werden, was insbesondere bei größeren Apparaten sehr problematisch ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß eingangs genannte Verfahren derart zu verbessern, daß die Kälte des gereinigten Gases genutzt wird und zugleich die oben genannten Abtauprobleme in den vom Rohgas durchströmten Apparaten vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten oder zweiten Wärmetauscher zumindest zeitweise mit Hilfe des kalten Reingases gekühlt wird. Dadurch, daß die Kälte des Reingases hier nicht zur Vorkühlung des mit Schadstoffen beladenen Rohgases sondern zur Kühlung des ersten Kühlmediums genutzt wird, entfällt der im Rohgasstrom befindliche Rekuperator und die Abtauprobleme der vom Rohgas durchströmten Apparate sind ausgeschlossen.
  • Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten oder zweiten Wärmetauscher in mindestens einem dritten Wärmetauscher mit Hilfe des kalten Reingases gekühlt wird. So kann die Kälte des Reingases sicher an das erste Kühlmedium abgegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten oder zweiten Warmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich gekühlt mit Hilfe des zweiten Kühlmediums, das aus dem zweiten Wärmetauscher austritt. Dadurch wird die Ausnutzung des Kälteinhalts des zweiten Kühlmediums verbessert.
  • Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten, zweiten oder dritten Wärmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich gekühlt wird in einem vierten Wärmetauscher mit Hilfe des zweiten Kühlmediums, das aus dem zweiten Wärmetauscher austritt. So kann die Kälte des zweiten Kühlmediums sicher an das erste Kühlmedium abgegeben werden.
  • Nach der Erfindung ist das erste Kühlmedium gasförmiger Stickstoff und/oder das zweite Kühlmedium ist flüssiger Stickstoff. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Stickstoff ist einerseits der hohe Kälteinhalt von flüssigem Stickstoff und gasförmigem Stickstoff, sowie die relative hohe Betriebssicherheit und wirtschaftliche Verfahrensweise bei Stickstoff-gekühlten Wärmetauschern. Insbesondere die kombinierte Verwendung von flüssigem und gasförmigem Stickstoff als Kälteträger ist vorteilhaft, da dann nur eine einzige Quelle, beispielsweise ein Tank für flüssigen Stickstoff, für die Kälteträger nötig ist.
  • Erfindungsgemäß wird das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten, zweiten und/oder dritten Wärmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich mit Hilfe von Kühlwasser, Kühlsole oder Kältemaschinen gekühlt. Insbesondere bei bereits vorhandenem Kühlwasser oder Kühlsole kann durch deren Verwendung die Wirtschaftlichkeit des Verfahren erhöht werden.
  • Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das den zweiten Wärmetauscher verlassende zweite Kühlmedium einen fünften Wärmetauscher zugeführt wird, mit welchem das Rohgas vorgekühlt wird.
  • Ferner wird erfindungsgemäß der erste, zweite, dritte, vierte und/oder fünfte Wärmetauscher im Gegenstromverfahren betrieben. Durch diese Verfahrensweise läßt sich eine relativ hohe Ausnutzung des Kälteinhalts der Kälteträger erreichen.
  • Die Erfindung wird ferner durch eine Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit mindestens einem ersten Wärmetauscher, dem mindestens eine Eintrittsleitung für das Rohgas und mindestens eine Austrittsleitung für das kalte Reingas und mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für das erste Kühlmedium zugeordnet sind, mit mindestens einem zweiten Wärmetauscher, dem mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für das aus dem ersten Wärmetauscher kommende erste Kühlmedium und mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für ein zweites Kühlmedium zugeordnet sind, gelöst, wobei in der Leitung für das erste Kühlmedium mindestens ein dritter Wärmetauscher mit mindestens einer Eintrittsleitung und mindestens einer Austrittsleitung für das erste Kühlmedium angeordnet ist und dem dritten Wärmetauscher mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für das aus dem ersten Wärmetauscher kommende kalte Reingas zugeordnet sind.
  • Nach der Erfindung ist in der Leitung für das erste Kühlmedium mindestens ein vierter Wärmetauscher mit mindestens einer Eintrittsleitung und mindestens einer Austrittsleitung für das erste Kühlmedium angeordnet und dem vierten Wärmetauscher sind mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für das aus dem zweiten und/oder dritten Wärmetauscher kommende zweite Kühlmedium zugeordnet.
  • Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß der zweite, dritte und/oder vierte Wärmetauscher in einem einzigen Apparat integriert sind und der Wärmetausch durch verschiedene Strömungswege an den gemeinsamen Wärmetauschflächen realisiert wird.
  • Schließlich ist es nach der Erfindung vorgesehen, daß in der Leitung für das zu reinigende Gas mindestens ein fünfter Wärmetauscher mit mindestens einer Eintrittsleitung und mindestens einer Austrittsleitung für das Rohgas angeordnet ist und dem fünften Wärmetauscher mindestens eine Eintrittsleitung und mindestens eine Austrittsleitung für das aus dem zweiten, dritten und/oder vierten Wärmetauscher kommende zweite Kühlmedium zugeordnet sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun anhand von einem Ausführungsbeispiel mit Vergleichsbeispiel nach dem Stand der Technik und von drei Abbildungen (Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3) beispielhaft näher erläutert.
    • Beispiel:
  • Ein erster Wärmetauscher mit einer Kälteleistung von 6 kW wurde mit einem Rohgasstrom von ca. 100 kg pro Stunde Luft mit einem Anteil an Lösungsmitteln von ca. 20 kg pro Stunde beaufschlagt. Das Rohgas hatte eine Temperatur von 20°C bei Eintritt in den Wärmetauscher. Im Wärmetauscher wurde das Lösungsmittel durch Kondensieren und/oder Ausfrieren aus dem Rohgasstrom abgetrennt. Der erste Wärmetauscher wurde durch ein in einem Zwischenkreislauf geführtes erstes Kühlmedium (gasförmiger Stickstoff) gekühlt, welches eine Temperatur von minus 160°C vor Eintritt in den ersten Wärmetauscher aufwies. Nach Verlassen des ersten Wärmetauschers betrug die Temperatur des ersten Kühlmediums minus 20°C. Die Menge des mit Hilfe eines Gebläses oder einer Pumpe im Kreislauf geführten ersten Kühlmediums betrug 155 kg pro Stunde. In einem dritten Wärmetauscher mit einer Kälteleistung von 3,4 kW wurde das erste Kühlmedium aus dem Zwischenkreislauf, welches noch eine Temperatur von minus 5°C aufwies, auf minus 85 °C abgekühlt. Hierzu wurde das auf minus 130°C abgekühlte Reingas nach Verlassen des ersten Wärmetauschers dem dritten Wärmetauscher als ein Kälteträger zugeführt. Das Reingas wurde dabei bis auf eine Temperatur von minus 10°C erhitzt und danach abgeführt. In einem zweiten Wärmetauscher wurde das erste Kühlmedium aus dem Zwischenkreislauf nach Verlassen des dritten Wärmetauschsers mit flüssigem Stickstoff als zweites Kühlmedium wieder auf die Temperatur von minus 160 °C gekühlt. Der zweite Wärmetauscher hatte eine Kälteleistung von 3,3 kW. Der flüssige Stickstoff, der vor Eintritt in den zweiten Wärmetauscher eine Temperatur von 190°C aufwies, wurde auf eine Temperatur von minus 90°C erhitzt. Der Verbrauch an flüssigem Stickstoff betrug hier nur 39 kg pro Stunde.
  • Zum Vergleich wurde das Verfahren ohne den im Zwischenkreislauf integrierten dritten Wärmetauscher durchgeführt. Daß bedeutet hier wurde die Kälte des Reingases nicht zur Kühlung des im Kreislauf geführten zweiten Kühlmittels verwendet, sondern das kalte Reingas mit einer Temperatur von minus 130 °C wurde direkt abgeführt. Um das in Kreislauf geführte erste Kühlmedium mit einer Temperatur von minus 5 °C auf minus 160 °C abzukühlen, mußte hier der zweite Wärmetauscher die gesamte Kälteleistung von 6,7 kW erbringen. Der flüssige Stickstoff wurde dabei von einer Temperatur von minus 190 °C bis auf eine Temperatur von minus 10 °C erhitzt und es wurden 63 kg pro Stunde an flüssigem Stickstoff verbraucht.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten, zweiten und dritten Wärmetauscher.
  • Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten, zweiten, dritten und vierten Wärmetauscher.
  • Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Wärmetauscher.
  • Fig. 1 zeigt einen ersten Wärmetauscher(1) mit einer Eintrittsleitung (2) für Rohgas, das mit Schadstoffen beladen ist und einer Austrittsleitung (3) für das gereinigte Gas und einem Kondensatablaß (4). Dem ersten Wärmetauscher (1) wird über eine Eintrittsleitung (5) das erste Kühlmedium zugeführt und über eine Austrittsleitung (6) wird das aufgeheizte erste Kühlmedium wieder abgeführt. Es wird zu einem Gebläse oder einer Pumpe (7) geleitet, die über eine Eintrittsleitung (8) mit einem dritten Wärmetauscher (9) verbunden ist. In den dritten Wärmetauscher (9) wird das gekühlte Reingas über eine Eintrittsleitung (10) geleitet, um dessen Kälteinhalt zumindest teilweise an das erste Kühlmedium abzugeben und danach über eine Austrittsleitung (11) der Umgebung zugeführt zu werden. Der dritte Wärmetauscher weist eine Austrittsleitung (12) auf, durch die er mit einem zweiten Wärmetauscher (13) verbunden ist. Über eine Ausgangsleitung (14) wird das erste Kühlmedium dem ersten Wärmetauscher (1) über dessen Eintrittsleitung (5) wieder zugeführt. Dem zweiten Wärmetauscher (13) ist eine Eintrittsleitung (15) und eine Austrittsleitung (16) für ein zweites Kühlmedium zugeordnet. Das zweite Kühlmedium wird aus einem Vorratsbehälter (17) oder über eine hier nicht dargestellte Rohrleitung zugeführt.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist gegenüber der Vorrichtung der Fig. 1 zusätzlich ein vierter Wärmetauscher (18) in den Kreislauf des ersten Kühlmediums nach dem Gebläse oder der Pumpe (7) und vor dem dritten Wärmetauscher (9) geschaltet. Dem vierten Wärmetauscher ist eine Eintrittsleitung (19) für das von dem Gebläse oder der Pumpe (7) kommende erste Kühlmedium zugeordnet und er ist über eine Ausstrittsleitung (20) mit dem dritten Wärmetauscher verbunden. Über eine Eintrittsleitung (21) wird das aus dem zweiten Wärmetauscher kommende, zweite Kühlmedium zugeführt und es wird über eine Austrittsleitung (22) an die Umgebung abgeführt oder einer weiteren Verwendung zugeführt.
  • In der Vorrichtung der Fig. 3 ist gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ein fünfter Wärmetauscher (23) angeordnet, der über eine Eintrittsleitung (24) mit dem zweiten Wärmetauscher (12) verbunden ist. Dem fünften Wärmetauscher (23) ist eine Austrittsleitung (25) für das zweite Kühlmedium zugeordnet. Das Rohgas wird über eine Eintrittsleitung (26) dem fünften Wärmetauscher (23) zugeführt und über eine Austrittsleitung (27) in den ersten Wärmetauscher (1) geleitet.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Reinigung von Gasen,
    bei dem das Rohgas durch Kondensieren und/oder Ausfrieren der Schadstoffe gereinigt wird mit Hilfe eines ersten Kühlmediums in mindestens einem ersten Wärmetauscher (1), bei dem das erwärmte erste Kühlmedium nach Verlassen des ersten Wärmetauschers (1) mindestens einem zweiten Wärmetauscher (13) zugeführt wird und anschließend zumindest zeitweise dem ersten Wärmetauscher (1) wieder zugeführt wird und wobei der zweite Wärmetauscher (13) mit einem zweiten Kühlmedium gekühlt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten (1) oder zweiten (13) Wärmetauscher zumindest zeitweise mit Hilfe des kalten Reingases gekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten (1) oder zweiten (13) Wärmetauscher in mindestens einem dritten Wärmetauscher (9) mit Hilfe des kalten Reingases gekühlt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten (1), zweiten (13) oder dritten (9) Wärmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich gekühlt wird mit Hilfe des zweiten Kühlmediums, das aus dem zweiten Wärmetauscher (13) austritt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten (1), zweiten (13) oder dritten (9) Wärmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich gekühlt wird in einem vierten Wärmetauscher (18) mit Hilfe des zweiten Kühlmediums, das aus dem zweiten Wärmetauscher (13) austritt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium gasförmiger Stickstoff ist.
  6. Verfahren nach Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das zweite Kühlmedium flüssiger Stickstoff ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das erste Kühlmedium vor dessen Zuführung in den ersten (1), zweiten (13) und/oder dritten (9) Wärmetauscher zumindest zeitweise zusätzlich mit Hilfe von Kühlwasser, Kühlsole oder Kältemaschinen gekühlt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das den zweiten Wärmetauscher (13) verlassende zweite Kühlmedium einem fünften Wärmetauscher (23) zugeführt wird, mit welchem das Rohgas vorgekühlt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der erste (1), zweite (13), dritte (9), vierte (18) und/oder fünfte (23) Wärmetauscher im Gegenstromverfahren betrieben wird.
  10. Vorrichtung zur Reinigung von Gasen mit mindestens einem ersten Wärmetauscher (1), dem mindestens eine Eintrittsleitung (2) für das Rohgas und mindestens eine Austrittsleitung (3) für das kalte Reingas und mindestens einer Eintrittsleitung (5) und mindestens einer Austrittsleitung (6) für ein erstes Kühlmedium zugeordnet sind, mit mindestens einem zweiten Wärmetauscher (13), dem mindestens eine Eintrittsleitung (12) und mindestens eine Austrittsleitung (14) für das aus dem ersten Wärmetauscher (1) kommende erste Kühlmedium und mindestens einer Eintrittsleitung (15) und mindestens eine Austrittsleitung (16) für ein zweites Kühlmedium zugeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Leitung für das erste Kühlmedium mindestens ein dritter Wärmetauscher (9) mit mindestens einer Eintrittsleitung (8) und mindestens einer Austrittsleitung für das erste Kühlmedium angeordnet ist und dem dritten Wärmetauscher (9) mindestens eine Eintrittsleitung (10) und mindestens eine Austrittsleitung (11) für das aus dem ersten Wärmetauscher (1) kommende kalte Reingas zugeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Leitung für das erste Kühlmedium mindestens ein vierter Wärmetauscher (18) mit mindestens einer Eintrittsleitung (19) und mindestens einer Austrittsleitung (20) für das erste Kühlmedium angeordnet ist und dem vierten Wärmetauscher (18) mindestens eine Eintrittsleitung (21) und mindestens eine Austrittsleitung (22) für das aus dem zweiten (13) und/oder dritten (9) Wärmetauscher kommende zweite Kühlmedium zugeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der zweite (13), dritte (9) und/oder vierte (18) Wärmetauscher in einen einzigen Apparat integriert sind und der Wärmetausch durch verschiedene Strömungswege an den gemeinsamen Wärmetauschflächen realisiert wird.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Leitung für das zu reinigende Gas mindestens ein fünfter Wärmetauscher (23) mit mindestens einer Eintrittsleitung (25) und mindestens einer Austrittsleitung (26) für zu reinigende Gas angeordnet ist und dem fünften Wärmetauscher (23) mindestens eine Eintrittsleitung (24) und mindestens eine Austrittsleitung (25) für das aus dem zweiten (13), dritten (9) und/oder vierten (18) Wärmetauscher kommende zweite Kühlmedium zugeordnet sind.
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